JPH0565866A

JPH0565866A - 内燃機関の失火検出装置

Info

Publication number: JPH0565866A
Application number: JP3326507A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Shimazaki; 勇一島崎; Masataka Chikamatsu; 正孝近松; Takuji Ishioka; 卓司石岡; Yoshitaka Kuroda; 恵隆黒田; Hideaki Arai; 秀明新井; Masaki Kanehiro; 正毅金広; Takashi Kuki; 隆久木; Shigeru Maruyama; 茂丸山; Shigeki Baba; 茂樹馬場
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1993-03-19
Anticipated expiration: 2013-05-20
Also published as: JP2754503B2

Abstract

(57)【要約】【目的】原因が燃料系に係る失火（ＦＩ失火）を正確
に検出する。【構成】点火電圧値（Ｂ，Ｂ′）が比較レベル（Ｃ，
Ｃ′）を越える期間（ｔ２〜ｔ４，ｔ１〜ｔ５）を計測
し、この期間の長さに応じた電圧（Ｅ，Ｅ′）が所定電
圧ＶＴＲＥＦを越えると、ＦＩ失火発生と判定する。比
較レベル（Ｃ，Ｃ′）は、点火電圧値（Ｂ，Ｂ′）のピ
ークホールド値を所定数（＜１．０）倍することにより
決定され、時刻ｔ２〜ｔ３間で値０にリセットされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の失火検出装
置に関し、特に燃料系に係る失火の検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の気筒に吸入された燃料混合気
を点火するため該各気筒毎に点火プラグが設けられてい
る。通常、内燃機関の点火コイルにおいて発生された高
電圧は配電器を介して各気筒の点火プラグへ順次分配さ
れ、前記燃料混合気を点火する。この場合、点火プラグ
での点火が正常に行なわれない、すなわち失火が生ずる
と、種々の弊害が発生する。例えば、運転性能を悪化さ
せ、燃費を悪化させ、さらには未燃焼ガスの排気系路で
の後燃えにより排気ガス浄化装置における触媒温度の上
昇をまねく等の弊害である。従って、このような弊害を
もたらす失火は絶対に防止しなければならない。この失
火の原因を大別すると、燃料系に係るものと点火系に係
るものとがある。前者の燃料系に係るものは燃料混合気
のリーンまたはリッチに起因するものであり、後者の点
火系に係るものはいわゆるミス・スパークに起因するも
のである。ミス・スパークとは点火プラグに正常な火花
放電が生じないことを意味する。例えば未燃燃料の付着
による点火プラグのくすぶり等により、あるいは点火回
路の異常により正常な火花放電が行われない場合であ
る。従来の失火検出装置としては例えば、特公昭５１−
２２５６８号公報に記載されたものがある。これは、点
火回路の１次回路に配電器接点の開路毎に発生する減衰
振動電圧の周波数が、点火の場合は失火の場合よりも高
いことを利用するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
失火検出装置は、点火回路に発生する減衰振動電圧の周
波数のみ、すなわち点火プラグの両電極間の放電の有無
のみを検出しているため、失火の原因が放電が発生した
が混合気がリーン又はリッチにより着火しないといった
燃料系に係るものか否かを判断することができず、迅速
な故障対策の上で必ずしも満足のいくものではなかっ
た。

【０００４】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、失火の原因が燃料系に
係るものか否かを検出することができる内燃機関の失火
検出装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、機関運転パラメータの値を検出する機関運
転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基づ
いて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号発
生手段と、前記点火指令信号に基づいて、機関に備えら
れた点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる点
火手段と、前記点火手段に高電圧が発生される時の電圧
値を検出する電圧値検出手段とを有する内燃機関の失火
検出装置において、前記点火指令信号発生後の点火電圧
値と所定電圧値とにより失火が発生したか否かを判定す
る失火判定手段を備え、この失火判定手段は、前記点火
電圧の値が所定電圧値を越える期間及び前記点火電圧の
値が所定電圧値を越える部分の面積の少なくとも一方に
基づいて機関の失火状態を判定するようにしたものであ
る。

【０００６】また、前記失火判定手段は、前記所定電圧
値を前記機関運転パラメータの値に応じて設定すること
が望ましい。

【０００７】また、前記失火判定手段は、前記点火電圧
値が入力され、該点火電圧値に応じて前記所定電圧値を
設定する基準レベル設定手段を有することが望ましく、
更に、前記基準レベル設定手段は、前記点火電圧を平滑
して出力する平滑手段と、該平滑手段の出力を所定の増
幅率にて増幅する増幅手段とによって構成するとよい。

【０００８】また、前記点火手段は、一次側系路と二次
側系路とを有し、該二次側系路には点火プラグ放電時の
電流と逆方向の電流を抑止する電流抑止手段を備えるこ
とが望ましい。

【０００９】

【作用】点火電圧値が所定電圧値を越える期間及び／又
は点火電圧値が所定電圧値を越える部分の面積により、
機関の失火状態が判定される。

【００１０】前記所定電圧値は機関運転状態に応じて、
又は点火電圧値に応じて設定される。

【００１１】点火手段の二次側系路においては、点火プ
ラグ放電時と逆方向の電流は抑止される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて説明す
る。

【００１３】図１は、本発明による内燃機関の失火検出
装置の一実施例を示す回路図である。本実施例は、燃料
系に係る失火（以下、「ＦＩ失火」と略記する）が生じ
た場合の点火電圧の値が正常燃焼の場合よりも大きく、
点火電圧特性曲線における所定電圧値以上の面積が両者
では大きく異なることを利用するものである。

【００１４】図１において、電源電圧ＶＢが供給される
電源端子Ｔ１は一次側コイル２と二次側コイル３とから
成る点火コイル（点火手段）１と接続され、一次側コイ
ル２と二次側コイル３とは互いにその一端で接続され、
一次側コイル２の他端は点火電圧（一次側電圧）が発生
するノードＮ１を介してトランジスタ４のコレクタに接
続され、トランジスタ４のベースは点火指令信号Ａが入
力される入力端子Ｔ２に接続され、そのエミッタは接地
されている。また、二次側コイル３の他端は点火電圧
（二次側電圧）が発生するノードＮ２を介して点火プラ
グ５の中心電極５ａに接続され、点火プラグ５の接地電
極５ｂは接地されている。さらに、ノードＮ１は減衰器
（電圧値検出手段）６の入力側に接続され、ノードＮ２
は減衰器（電圧値検出手段）７の入力側に接続され、減
衰器６および減衰器７の出力側は電子コントロールユニ
ット（以下、「ＥＣＵ」と略記する）のフィルタ手段８
１、Ａ／Ｄ変換器８２およびフィルタ手段８３、Ａ／Ｄ
変換器８４を介してＣＰＵ８５に接続されている。減衰
器６および７は電圧分圧手段であり所定の分圧比（例え
ば１／１０００及び１／１００）により電圧を分圧す
る。これにより、点火コイルの一次側において数百Ｖ、
二次側において数十ＫＶの電圧が、数十Ｖ程度に下げら
れる。さらに、ＣＰＵ８５は点火指令信号Ａが供給され
る駆動回路８６を介してトランジスタ４のベースに接続
され、入力回路８７を介して、機関回転数、機関負荷等
の機関運転パラメータ値を検出する各種機関運転パラメ
ータセンサ（機関運転状態検出手段）９に接続されてい
る。上記ＣＰＵ８５は、該機関運転状態に基づき点火時
期を決定し点火指令信号Ａを発生する信号発生手段と、
失火か否かを判定する失火判定手段とを構成する。

【００１５】なお、ノードＮ２と中心電極５ａとの間に
はディストリビュータが設けられているが図１では図示
を省略している。

【００１６】図２は図１の回路の失火検出動作を実行す
るためのプログラムのフローチャートであり、本プログ
ラムは所定周期で繰り返し実行される。

【００１７】図３および図５は点火指令信号Ａ発生によ
り点火コイルの一次側コイル２に生じる点火電圧（一次
側電圧）および二次側コイル３に生じる点火電圧（二次
側電圧）を示すタイムチャートであり、図３および図５
において、実線は燃料混合気の正常燃焼時の点火電圧を
示し、破線はＦＩ失火時の点火電圧を示す。

【００１８】次に、図３を用いて各点火電圧特性につい
て説明する。

【００１９】まず、正常燃焼時の点火電圧特性（実線で
示す特性）について説明する。点火指令信号Ａ発生時刻
ｔ０の直後においては点火電圧は燃料混合気（点火プラ
グの放電ギャップ間）の絶縁を破壊する値まで上昇する
（曲線ａ）。例えば図３に示すように点火電圧Ｖの値が
ＦＩ失火判別用基準電圧（所定電圧）Ｖmis₁を越えたと
き（Ｖ＞Ｖmis₁となったとき）燃料混合気の絶縁は破壊
され、絶縁破壊前の容量放電状態（数百アンペア程度の
電流による非常に短い時間の放電状態）から放電電圧が
略一定の誘導放電状態へと移行する（曲線ｂ）（数十ミ
リアンペア程度の電流により、数ミリ秒程度の放電期
間）。誘導放電電圧は、時刻ｔ０以降の圧縮行程に伴う
気筒内の圧力が上昇することにより上昇する。これは、
圧力が高くなると誘導放電に必要な電圧も高くなるため
である。誘導放電の最後の段階においては点火コイルの
誘導エネルギーの減少により誘導放電を維持するための
電圧よりも点火プラグ電極間の電圧が低くなり、誘導放
電は消失して容量放電状態へ移行する。容量放電状態に
おいては点火プラグ電極間の電圧は燃料混合気の絶縁を
再度破壊するため上昇するが、点火コイル１の残余のエ
ネルギーが少なく電圧上昇はわずかである（曲線ｃ）。
これは、燃焼が発生した場合は、プラグギャップ間の電
気抵抗が低いためであり、燃焼時の燃料混合気がイオン
化していることに起因する。

【００２０】次に、燃料混合気が燃料供給系の異常等に
よりリーン状態やカット状態となりＦＩ失火が発生した
とき（燃焼が発生しなかったとき）の点火電圧特性（点
線で示す特性）について説明する。点火指令信号Ａ発生
時刻ｔ０の直後においては点火電圧Ｖは点火プラグ電極
間の燃料混合気の絶縁を破壊する値まで上昇するが、こ
のときの絶縁破壊電圧の値は、燃料混合気に占める空気
の割合が正常時よりも多く含まれており、燃料混合気の
絶縁耐力が大きくなり、また、燃焼が発生していないた
め、燃料混合気がイオン化しておらず、プラグギャップ
間の電気抵抗が高くなることから、正常燃焼時の電圧値
よりも高くなる（曲線ａ’）。この後、正常燃焼時と同
様に誘導放電状態へ移行する（曲線ｂ’）が、放電時の
抵抗も正常燃焼時よりも大きくなることにより正常燃焼
時よりも誘導放電電圧が高くなり早く上記誘導放電状態
から容量放電状態へ移行する（曲線ｃ’）。この誘導放
電の最後の段階から容量放電への移行時に発生する容量
放電電圧の値は、燃料混合気の絶縁破壊電圧が正常燃焼
時よりも大きいことにより、又誘導放電が早く終わり
（放電持続時間が短くなる）残余エネルギーも多くなる
ため図３に示すように正常燃焼時に比べて非常に大きく
なる（曲線ｃ’）。従って、この容量放電の直後では点
火コイルの残余のエネルギーが急激に減少するため点火
電圧が略零に急降下する（曲線ｃ’）。

【００２１】図５に点火コイルの二次側の点火電圧特性
を示すが、その特性は図３に示す一次側の点火電圧特性
と同様であるので、その説明は省略する。

【００２２】次に図２、図３を用いて、図１の回路の動
作について説明する。

【００２３】まず、点火指令信号Ａが発生したか否かを
示すＩＧフラグ（ＦlagＩＧ）に「１」が立っているか
否かを判断する（ステップＳ１）。「１」は点火指令信
号Ａが発生したことを示す。このＩＧフラグは点火指令
信号Ａの発生とともに「１」に設定され一定時間経過後
に「０」に設定される。点火指令信号Ａの発生前におい
ては「１」は立っていないので、ステップＳ１における
判断は否定となり、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４へ移行
し、ＥＣＵ８のタイマ（点火指令信号Ａ発生後の時間を
計測するタイマ）に所定時間Ｔmis₁を設定し、面積Ｓの
値を零に初期化してメモリに記憶し、ＩＧフラグに
「０」を立て、本プログラムを終了する。ＩＧフラグに
「１」を立てる処理は図２のルーチンとは別のルーチン
例えば点火時期演算処理ルーチンで行なう。

【００２４】なお、所定時間Ｔmis₁の値は、点火指令信
号Ａの発生時点から正常燃焼時に誘導放電の最後の段階
での容量放電の発生時点までの時間より若干大きい時間
に設定され、機関運転状態（機関運転パラメータ値）に
応じてマップ又はテーブルから読み出される値である。
後に述べるＶmis₁，Ｓmisについても同様である。

【００２５】次に、点火指令信号Ａが発生してＩＧフラ
グに「１」が立つと、ステップＳ１からＳ５へ移行し
て、ＥＣＵ８のタイマで所定時間Ｔmis₁が経過したか否
かを判断する（図３参照）。点火指令信号Ａ発生直後に
おいては所定時間Ｔmis₁は経過していないので、点火電
圧Ｖの値が所定電圧Ｖmis₁の値を越えたか否かを判断す
る（ステップＳ６）（第３図参照）。この所定電圧Ｖmi
s₁は例えば正常燃焼時であれば点火指令信号Ａの発生直
後の容量放電中及びその後誘導放電に続く容量放電中に
点火電圧Ｖが必ず越える値に設定される。Ｖ≦Ｖmis₁で
あれば、本プログラムを直ちに終了する。Ｖ＞Ｖmis₁で
あれば、図３に示す点火電圧特性曲線においてＶ＞Ｖmi
s₁である部分の面積を求め（ステップＳ７）、この面積
の値を面積Ｓの値が記憶されているメモリに加え、新た
な面積Ｓの値とする。次に、この新たな面積Ｓの値が所
定面積Ｓmisの値を越えているか否かを判断し（ステッ
プＳ８）、越えていればＦＩ失火と判定し（ステップＳ
９）、越えていなければＦＩ失火でないと判断して本プ
ログラムを終了する。上記処理をＥＣＵ８のタイマで所
定時間Ｔmis₁が経過するまで行なう（ステップＳ５）。
なお、上記所定面積Ｓmisの値は、ＦＩ失火時に積算し
た面積Ｓの値よりも小さくなるように設定される。

【００２６】上記面積Ｓの値の例を図３に示す。図３に
おいて、右下がり斜線で示す面積Ｓ₁は正常燃焼時にお
ける面積Ｓを示し、左下がり斜線で示す面積Ｓ₂とＳ₃の
合計はＦＩ失火時の面積Ｓを示す。ＦＩ失火時の面積Ｓ
は、正常燃焼時の面積Ｓよりも遥かに大きく、所定面積
Ｓmisを確実に越える。

【００２７】尚、図３においてＳ₁とＳ₂は点火指令信号
発生直後の容量放電時の面積であり、Ｓ₃はその後の誘
導放電に続く容量放電時の面積であり、図２のプログラ
ム中、面積ＳはＳ₂とＳ₃との和である。

【００２８】次に、本発明の第２の実施例について図４
と図５を用いて説明する。図４、図５において、図２、
図３と異なるところは、所定時間Ｔmis₁’、基準電圧Ｖ
mis₁’及び面積Ｓ₁’，Ｓ₂’，Ｓ₃’であり、図２、図
３のＴmis₁、Ｖmis₁およびＳ₁，Ｓ₂，Ｓ₃にそれぞれ対
応する。図４に示す動作は図２に示す動作と同様である
ので、その説明は省略する。また、図３、図５において
Ｔmis₀，Ｔmis₀’という記号を使用しているが、Ｔmi
s₀，Ｔmis₀’とは異なる値としてもよい。基準電圧Ｖmi
s₁は通常はＶmis₁’よりも小さい値に設定される。

【００２９】このように本実施例では失火状態を正確に
判断できるので、ＦＩ失火か否かを正確に判定すること
が可能となり、故障箇所の早期発見や適切な故障対策が
可能となる。

【００３０】図６は、本発明の第３実施例に係る失火検
出装置の構成を示す図であり、点火コイル１の一次側コ
イル２及びトランジスタ４は図１の第１の実施例と同様
に接続されている。二次側コイル３はダイオード１１の
アノードに接続され、ダイオード１１のカソードはディ
ストリビュータ１２を介して点火プラグ５の中心電極５
ａに接続されている。ディストリビュータ１２と中心電
極５ａとを接続する接続線１４の途中には、その接続線
１４と静電的に結合された（接続線１４と数ＰＦのコン
デンサを形成する）電圧センサ１３が設けられ、電圧セ
ンサ１３の出力は入力回路２１を介してピークホールド
回路２２及び第１の比較器２５の非反転入力に接続され
ている。ピークホールド回路２２の出力は、比較レベル
設定回路２４を介して第１の比較器２５の反転入力に接
続されている。また、ピークホールド回路２２には、適
切なタイミングでピークホールド値をリセットするリセ
ット回路２３が接続されている。

【００３１】第１の比較器２５の出力はパルス発生期間
計測回路２６に入力され、計測回路２６は、第１の比較
器２５の出力が高レベルとなっている期間を計測し、該
計測した期間の長さに応じた電圧ＶＴを第２の比較器２
８の非反転入力に供給する。第２の比較器２８の反転入
力には基準値設定回路２７が接続されており、失火判定
用の基準電圧ＶＴＲＥＦが供給される。ＶＴ＞ＶＴＲＥ
Ｆが成立するとき、第２の比較器２８の出力が高レベル
となり、ＦＩ失火発生と判定される。なお、基準電圧Ｖ
ＴＲＥＦは、機関運転状態に応じて設定される。

【００３２】なお、本実施例においても機関の点火時期
等の制御を行うＥＣＵ８（図１）は、同様に設けられて
いる。図６中の回路ブロック８ａはＥＣＵ８の一部とし
て構成してもよいが、回路ブロック８ｂは機関本体の近
傍に設けることが望ましい。

【００３３】図７は、図６の入力回路２１、ピークホー
ルド回路２２及び比較レベル設定回路２４の具体的な構
成を示す回路図である。

【００３４】同図において入力端子Ｔ３は、抵抗２１５
を介して演算増幅器（以下「オペアンプ」という）２１
６の非反転入力に接続されている。また入力端子Ｔ１
は、コンデンサ２１１と抵抗２１２とダイオード２１４
とを並列に接続した回路を介してアースに接続されると
ともに、ダイオード２１３を介して電源ラインＶＢＳに
接続されている。コンデンサ２１１は、例えば１０⁴ｐ
Ｆ程度のものを使用し、前記電圧センサ１３によって検
出される電圧を数千分の１に分圧する働きをする。また
抵抗２１２は例えば５００ＫΩ程度のものを使用する。
ダイオード２１３及び２１４は、オペアンプ２１６の入
力電圧がほぼ０〜ＶＢＳの範囲内に入るようにするため
に設けられている。オペアンプ２１６の反転入力はその
出力と接続されており、オペアンプ２１６はバッファア
ンプ（インピーダンス変換回路）として動作する。オペ
アンプ２１６の出力は、第１の比較器２５の非反転入力
及びオペアンプ２２１の非反転入力に接続されている。

【００３５】オペアンプ２２１の出力はダイオード２２
２を介してオペアンプ２２７の非反転入力に接続され、
オペアンプ２２１及び２２７の反転入力はいずれもオペ
アンプ２２７の出力に接続されている。従って、これら
のオペアンプもバッファアンプとして動作する。

【００３６】オペアンプ２２７の非反転入力は抵抗２２
３及びコンデンサ２２６を介して接地され、抵抗２２３
とコンデンサ２２６の接続点は、抵抗２２４を介してト
ランジスタ２２５のコレクタに接続されている。トラン
ジスタ２２５のエミッタは接地され、ベースにはリセッ
ト時高レベルとなるリセット信号がリセット回路２３よ
り入力される。

【００３７】オペアンプ２２７の出力は、比較レベル設
定回路２４を構成する抵抗２４１及び２４２を介して接
地され、抵抗２４１と２４２の接続点が第１の比較器２
５の反転入力に接続されている。

【００３８】図７の回路によれば、検出された点火電圧
Ｖ（オペアンプ２１６の出力）のピーク値がピークホー
ルド回路２２によって保持され、そのピークホールド値
が比較レベル設定回路２４により、値１より小さい所定
数倍され、比較レベルＶＣＯＭＰとして第１の比較器２
５に供給される。従って、端子Ｔ４にはＶ＞ＶＣＯＭＰ
が成立するとき高レベルとなるパルス信号が出力され
る。

【００３９】図８は、パルス計測期間計測回路２６の具
体的構成を示す回路図であり、トランジスタ３１〜３３
及び抵抗３４〜４１により３段の反転回路が構成されて
いる。従って、トランジスタ３３のコレクタは、端子Ｔ
４の電圧の高／低に対応して低レベル／高レベルとな
る。トランジスタ３３のコレクタは抵抗４２を介してト
ランジスタ４４のベースに接続されており、トランジス
タ４４のベースは抵抗４３を介して電源ラインＶＢＳに
接続されている。トランジスタ４４のエミッタは電源ラ
インＶＢＳに接続され、コレクタは抵抗４５及びコンデ
ンサ４７を介してアースに接続されている。抵抗４５と
コンデンサ４７の接続点は、オペアンプ４９及び抵抗５
０を介して端子Ｔ５に接続されている。オペアンプ４９
はバッファアンプである。抵抗４５とコンデンサ４７の
接続点は、抵抗４６を介してトランジスタ４８のコレク
タに接続され、トランジスタ４８のエミッタは接地され
ている。トランジスタ４８のベースにはＣＰＵ８５よ
り、リセット信号が入力される。

【００４０】図８の回路によれば、端子Ｔ４が高レベル
のときトランジスタ３３のコレクタが低レベルとなり、
トランジスタ４４がオンし、コンデンサ４７が充電され
る一方、端子Ｔ４が低レベルのときはトランジスタ４４
がオフし、コンデンサ４７の充電が停止される。従っ
て、端子Ｔ５には、端子Ｔ４に入力されるパルス信号が
高レベルである期間に比例する電圧ＶＴが得られる。

【００４１】以上のように構成される失火検出装置の動
作を、図９に示すタイムチャートを用いて説明する。な
お、図９（ｂ）〜（ｅ）において実線は燃焼時の動作を
示し、破線はＦＩ失火発生時の動作を示す。

【００４２】また、同図（ａ）は点火通電信号である。

【００４３】同図（ｂ）は、検出した点火電圧Ｖ（Ｂ，
Ｂ′）及び比較レベルＶＣＯＭＰ（Ｃ，Ｃ′）の推移を
示しており、燃焼時の曲線Ｂは前述した図３と同様に変
化する。一方、失火発生時の曲線Ｂ′は放電終了直前に
容量放電電圧がピークとなった後の特性が、図３の場合
と異なる。これは、図６に示したように、２次側コイル
３とディストリビュータ１２との間にダイオード１１を
設けたことによる。以下、この点について詳述する。

【００４４】点火コイル１で発生した電気エネルギは、
ダイオード１１及びディストリビュータ１２を介して点
火プラグ５に供給され、点火プラグ５の電極間で放電さ
れる。このとき放電しきれなかった電荷は、ダイオード
１１と点火プラグ５との間の浮遊容量に蓄えられるが、
燃焼時はこの電荷が点火プラグ５の電極近傍に存在する
イオンによって中和されるため、容量放電終了時の点火
電圧Ｖ（図９（ｂ）のＢ）は、ダイオード１１がない場
合と同様に速やかに減少する。

【００４５】これに対し失火時は、点火プラグ５の電極
近傍にほとんどイオンが存在しないため、ダイオード１
１と点火プラグ５との間に蓄えられた電荷は、イオンに
よって中和されず、またダイオード１１によって点火コ
イル１へ逆流することもできないためそのまま保持さ
れ、気筒内圧力が低下して放電要求電圧がこの電荷によ
り印加されている電圧と等しくなった時に、点火プラグ
５の電極において放電される（図９（ｂ）、時刻ｔ
５）。従って、容量放電終了後も、比較的長時間（正常
燃焼時に比べて）にわたり、点火電圧Ｖは高電圧状態が
継続するのである。

【００４６】図９（ｂ）の曲線Ｃ，Ｃ′は、点火電圧Ｖ
のピークホールド値から得られる比較レベルＶＣＯＭＰ
の推移を示しており、時刻ｔ２〜ｔ３間でリセットされ
ている。従って、時刻ｔ２以前は、前回点火された気筒
の比較レベルＶＣＯＭＰを示している。また、図９
（ｃ）は第１の比較器２５の出力を示しており、図９
（ｂ）及び（ｃ）から明らかなように、燃焼時において
は時刻ｔ２〜ｔ４間でＶ＞ＶＣＯＭＰとなり、失火時に
おいては時刻ｔ１〜ｔ５間でＶ＞ＶＣＯＭＰとなり、そ
の間第１の比較器２５の出力は高レベルとなる。その結
果、パルス発生期間計測回路２６の出力電圧ＶＴは、同
図（ｄ）に示すように変化し、失火時においては（曲線
Ｅ′）時刻ｔ６以後ＶＴ＞ＶＴＲＥＦが成立する。従っ
て、第２の比較器２８の出力（失火判定出力）は、時刻
ｔ６以後高レベルとなり同図（ｅ）、ＦＩ失火の発生が
検出される。

【００４７】なお、パルス発生期間計測回路２６は、時
刻ｔ０においてリセットするようにしている。

【００４８】本実施例によれば、比較レベルＶＣＯＭＰ
は、検出した点火電圧に基づいて設定されるので、実際
に発生する点火電圧あるいは検出点火電圧が変動して
も、その影響を受けることなく安定したＦＩ失火の検出
が可能となる。また、ダイオード１１を設けたことによ
り、燃焼時と失火時とで点火電圧Ｖが比較レベルＶＣＯ
ＭＰを越える期間の差が顕著となるため、より正確な失
火検出が可能となる。

【００４９】前記パルス発生期間計測回路２６は、ディ
ジタルカウンタで構成することもできる。図１０は、そ
の場合の動作を説明するためのタイムチャートであり、
同図（ａ）は第１の比較器２５の出力パルスである。同
図（ｂ）はクロックパルスであり、このクロックパルス
数を、同図（ａ）のパルスが高レベルの期間カウントす
ることにより、そのカウント値は同図（ｃ）に示すよう
に変化する。なお、図示した例では同図（ｄ）に示すよ
うに、点火指令信号（ＩＧ）の直前でカウンタをリセッ
トするようにしている。カウント値が所定値を越えたと
き、失火検出を示すパルス（同図（ｅ））が出力され
る。

【００５０】また、前記パルス発生期間計測回路２６、
基準値設定回路２７及び第２の比較器２８の機能は、Ｅ
ＣＵ８のＣＰＵ８５によって実現することができる。図
１１は、その場合にＣＰＵ８５で実行するプログラムの
フローチャートであり、本プログラムは一定時間毎に実
行される。

【００５１】ステップＳ１１では、ＩＧフラグ（Ｆｌａ
ｇＩＧ）が「１」であるか否かを判別し、その答が否定
（Ｎｏ）、即ちＩＧフラグが「０」のときには、リセッ
トタイマの計測値ｔＲを値０として（ステップＳ１２）
本プログラムを終了する。ステップＳ１１の答が肯定
（Ｙｅｓ）、即ちＩＧフラグが「１」のときには、リセ
ットタイマの計測値ｔＲが所定時間ｔＲＥＳＥＴより小
さいか否かを判別する。ＩＧフラグが「０」から「１」
となった直後は、この答が肯定（Ｙｅｓ）となり、比較
判定パルス、即ち第１の比較器２５の出力パルスが有る
か否かを判別する（ステップＳ１６）。この答が否定
（Ｎｏ）であれば直ちに本プログラムを終了し、肯定
（Ｙｅｓ）であれば、カウンタのカウント値ＣＰを値１
だけインクリメントし（ステップＳ１７）、そのカウン
ト値ＣＰが所定値ＣＰｒｅｆより小さいか否かを判別す
る（ステップＳ１８）。

【００５２】ステップＳ１８の答が肯定（Ｙｅｓ）、即
ちＣＰ＜ＣＰｒｅｆのときには、正常燃焼と判定し、フ
ラグＦＭＩＳを「０」とする（ステップＳ１９）一方、
ステップＳ１８の答が否定（Ｎｏ）、即ちＣＰ≧ＣＰｒ
ｅｆのときには、ＦＩ失火と判定し、フラグＦＭＩＳを
「１」とし（ステップＳ２０）、本プログラムを終了す
る。

【００５３】前記ステップＳ１３の答が否定（Ｎｏ）、
即ちｔＲ＞ｔＲＥＳＥＴとなったときには、カウンタの
カウント値ＣＰ及びＩＧフラグを値０にリセットし（ス
テップＳ１４，Ｓ１５）、前記ステップＳ１９に進む。

【００５４】図１１のプログラムによれば、カウンタの
カウント値ＣＰが比較判定パルスの時間幅に相当し、こ
の時間幅が所定時間（ＣＰｒｅｆ）以上のとき、ＦＩ失
火と判定される。

【００５５】次に上述した図６の実施例で使用するダイ
オード１１の特性について考察すると、このダイオード
１１の逆方向耐圧が高い場合には、ダイオードとプラグ
間の浮遊容量が大きい場合、ピストンが上死点を過ぎて
気筒内圧が低下すると早期に点火プラグ５の電極間でブ
レイクダウン（絶縁破壊）が発生し、検出点火電圧Ｖが
高電圧に保持されずに低下してしまうことがある（図１
２（ａ）参照）。このようなプラグ電極間のブレイクダ
ウンが発生した場合、正常燃焼時のイオン電流による検
出点火電圧Ｖの低下と区別できないので、上述した手法
では失火判定ができないことがある。

【００５６】そこで、ダイオード１１としてプラグ電極
間でブレイクダウンが発生しない程度（５〜１０ＫＶ）
のツェナー電圧ＶＺを有するツェナーダイオードを用い
ることにより、図１２（ｂ）に示すように、失火時には
検出点火電圧Ｖをツェナー電圧ＶＺ付近に長期間保持す
ることができ、失火判定が可能となる。

【００５７】なお、ダイオード１１は逆方向耐圧の低い
ものを用いることにより、ツェナーダイオードを用いた
場合と同様の作用・効果を得ることができるが、印加電
圧が通常動作範囲（逆方向耐圧を越えない範囲）に戻っ
たときの性能が保証されていることが条件となる。

【００５８】更に、図１３に示すように逆方向耐圧の高
いダイオード１１と並列に絶縁破壊電圧が５〜１０ＫＶ
程度に安定したギャップ素子１１′を設けるようにして
もよい。このような構成によっても、図１２（ｂ）に示
したような失火時の検出点火電圧を得ることができる。

【００５９】なお、図６のピークホールド回路２２は、
平均化回路（積分回路）で代用してもよい。

【００６０】また、第３の実施例において検出点火電圧
Ｖが比較レベルＶＣＯＭＰを越える部分の面積（（Ｖ−
ＶＣＯＭＰ）の積分値）を用いて第１の実施例と同様に
失火検出を行ってもよい。また、第１又は第２の実施例
と第３の実施例とを組み合わせて、両者の検出結果が失
火の場合のみ失火発生と判定するようにしてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の失火検出
装置によれば、点火電圧値が所定電圧値を越える期間及
び／又は点火電圧値が所定電圧値を越える部分の面積に
より機関の失火状態が判定されるので、燃料系に係る失
火を正確に検出でき、故障箇所の早期発見や適切な故障
対策が可能となる。

【００６２】また、請求項２又は３の失火検出装置によ
れば、前記所定電圧値は機関運転状態に応じて、又は点
火電圧値に応じて設定されるので、機関運転状態が変化
しても正確に失火を検出することができる。

【００６３】また、請求項５の失火検出装置によれば、
点火手段の二次側系路においては、点火プラグ放電時と
逆方向の電流は抑止されるので、失火発生時には、二次
側系路の電圧を高電圧状態に長期間保持でき、失火状態
をより正確に判定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。

【図２】一次側電圧に基づく失火検出動作を実行するた
めのプログラムを示すフローチャートである。

【図３】点火電圧（一次側電圧）を示すタイムチャート
である。

【図４】二次側電圧に基づく失火検出動作を実行するた
めのプログラムを示すフローチャートである。

【図５】点火電圧（二次側電圧）を示すタイムチャート
である。

【図６】本発明の他の実施例に係る失火検出装置の構成
を示す図である。

【図７】図６の装置の一部の具体的な構成を示す回路図
である。

【図８】図６の装置の一部の具体的な構成を示す回路図
である。

【図９】図６の装置の動作を説明するためのタイムチャ
ートである。

【図１０】図６の装置の動作を説明するためのタイムチ
ャートである。

【図１１】失火判定を行うプログラムのフローチャート
である。

【図１２】点火電圧を示すタイムチャートである。

【図１３】図６の装置の変形例の構成を示す図である。

【符号の説明】

１点火コイル２一次側コイル３二次側コイル５点火プラグ６，７減衰器（電圧値検出手段）８ＥＣＵ９各種機関運転パラメータセンサ（機関運転状態検出
手段）１１ダイオード１２ディストリビュータ１３電圧センサ２２ピークホールド回路２６パルス発生期間計測回路８５ＣＰＵ（信号発生手段、失火判定手段）８６駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者黒田恵隆埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者新井秀明埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者金広正毅埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者久木隆埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者丸山茂埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内 (72)発明者馬場茂樹埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関運転パラメータの値を検出する機関
運転状態検出手段と、前記機関運転パラメータの値に基
づいて点火時期を決定して点火指令信号を発生する信号
発生手段と、前記点火指令信号に基づいて、機関に備え
られた点火プラグを放電させる為の高電圧を発生させる
点火手段と、前記点火手段に高電圧が発生される時の電
圧値を検出する電圧値検出手段とを有する内燃機関の失
火検出装置において、前記点火指令信号発生後の点火電
圧値と所定電圧値とにより失火が発生したか否かを判定
する失火判定手段を備え、この失火判定手段は、前記点
火電圧の値が所定電圧値を越える期間及び前記点火電圧
の値が所定電圧値を越える部分の面積の少なくとも一方
に基づいて機関の失火状態を判定することを特徴とする
内燃機関の失火検出装置。
【請求項２】前記失火判定手段は、前記所定電圧値を
前記機関運転パラメータの値に応じて設定することを特
徴とする請求項１記載の内燃機関の失火装置。
【請求項３】前記失火判定手段は、前記点火電圧値が
入力され、該点火電圧値に応じて前記所定電圧値を設定
する基準レベル設定手段を有することを特徴とする請求
項１記載の内燃機関の失火検出装置。
【請求項４】前記基準レベル設定手段は、前記点火電
圧を平滑して出力する平滑手段と、該平滑手段の出力を
所定の増幅率にて増幅する増幅手段とから成ることを特
徴とする請求項３記載の内燃機関の失火検出装置。
【請求項５】前記点火手段は、一次側系路と二次側系
路とを有し、該二次側系路には点火プラグ放電時の電流
と逆方向の電流を抑止する電流抑止手段を備えることを
特徴とする請求項１，３又は４記載の内燃機関の失火検
出装置。
【請求項６】前記点火電圧は点火コイルの一次側電圧
であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の失火
検出装置。
【請求項７】前記点火電圧は点火コイルの二次側電圧
であることを特徴とする請求項１記載の内燃機関の失火
検出装置。